仪器仪表学报

作者：赵思恺，李长乐，张宗伟，赵 杰，朱延河

单位：赵思恺,1.哈尔滨工业大学 机器人技术与系统国家重点实验室,,李长乐,1.哈尔滨工业大学 机器人技术与系统国家重点实验室,,张宗伟,1.哈尔滨工业大学 机器人技术与系统国家重点实验室,,赵 杰,1.哈尔滨工业大学 机器人技术与系统国家重点实验室,,朱延河,1.哈尔滨工业大学 机器人技术与系统国家重点实验室,

关键词：可穿戴机器人;外肢体机器人;模块化机器人;可重构机器人;人机协作

基金：国家重点研发计划(2018YFB1305400,2017YFB1302301)、国家自然科学基金联合基金(U1713201)、国家自然科学基金(61673137,91648201)项目资助

针对单人无法独立完成的操作任务,需要额外辅助的需求,提出并研制了一种模块化、可重构的外肢体机器人,该机器人由多个结构、功能相同的基本模块单元串联组成。为了实现模块化外肢体机器人的模块连接配置与变形重构能力,分析了基本模块单元的结构、功能需求,根据需求设计了基于舵机驱动的模块单元。每个模块单元由两个楔形子模块共轴相互转动构成,形成一个转动自由度。设计了基于磁铁吸附的机械连接机构,可以实现两个模块间的快速连接与分离;提出了双排金属触点间隔错位连接方法,保证两个模块单元间实现可靠的电气系统连接。划分了双模块串联条件下4种不同的连接方位,得出了外肢体机器人的构型配置种类与串联模块个数关系。面向具有任意模块个数、不同连接方位的外肢体机器人,建立了基于虚拟转轴的模块化外肢体机器人通用正向运动学模型。对基本模块的转动能力、承载能力、快速连接能力以及外肢体机器人在焊接过程中,辅助操作人员夹持导线、递送电话等能力进行了试验,验证了所提出的新型模块化外肢体机器人的辅助能力。

来源：2021年第4期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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